作业帮500ml含铁离子和铜离子的溶液中加入10g铁粉,充分反应后过滤,得到11g固体.滤液中的金属阳子至少需要0.3mol氢氧根离子才能完全沉淀,求原溶液中铁离子和铜离子的物质的量浓度.
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/05 15:48:16
500ml含铁离子和铜离子的溶液中加入10g铁粉,充分反应后过滤,得到11g固体.滤液中的金属阳子至少需要0.3mol氢氧根离子才能完全沉淀,求原溶液中铁离子和铜离子的物质的量浓度.
500ml含铁离子和铜离子的溶液中加入10g铁粉,充分反应后过滤,得到11g固体.滤液中的金属阳
子至少需要0.3mol氢氧根离子才能完全沉淀,求原溶液中铁离子和铜离子的物质的量浓度.
500ml含铁离子和铜离子的溶液中加入10g铁粉,充分反应后过滤,得到11g固体.滤液中的金属阳子至少需要0.3mol氢氧根离子才能完全沉淀,求原溶液中铁离子和铜离子的物质的量浓度.
原溶液中：
铁离子物质的量浓度：0.01mol/L
铜离子物质的量浓度：0.285mol/L
解题思路：
先列出反应方程式,可以从方程式中知道阳离子与消耗的铁、沉淀的氢氧根离子的物质的量比值：
2Fe3+对应1Fe或6OH-（因为电荷守恒,所以沉淀滤液和沉淀原溶液消耗的氢氧根离子都是同样多的）
1Cu2+对应1Fe或2OH-
然后10g铁粉约有0.179mol.
首先要判断到底加了铁粉后溶液中有哪些离子：
铁会先被铁离子氧化,之后才会置换铜（可以用铁离子溶液蚀刻铜板）；
因为铁离子消耗铁粉少于相同物质的量的铜离子,根据最后加0.3mol氢氧根离子,极限假设原溶液只有0.15mol铜离子,而10g铁粉物质的量是0.179mol大于0.15mol,说明已经把铜全部置换出来了.
接下来计算：
假设铁离子有xmol,铜离子有ymol,根据现有条件列出方程：
3x+2y=0.3（沉淀阳离子所用的氢氧根物质的量）
10-56*0.5x+(64-56)y=11（铁粉先被铁离子氧化损失,再置换铜增重之后得到11g金属物质）
解得
x=0.005
y=0.1425
由物质的量、溶液的体积求得：
铁离子物质的量浓度：0.01mol/L
铜离子物质的量浓度：0.285mol/L